《靜電現(xiàn)象的應(yīng)用》

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1、第一章：靜電場第7節(jié)：靜電現(xiàn)象的應(yīng)用一、靜電感應(yīng)靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場--------0E二.靜電平衡---------1、導(dǎo)體中自由電荷在電場力作用下將發(fā)生定向移動.E'E'E'2、導(dǎo)體兩端出現(xiàn)感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷在導(dǎo)體中中產(chǎn)生反方向的附加場.0E---E'----3、感應(yīng)電荷的電場增到與外電場相等時，導(dǎo)體內(nèi)合場強(qiáng)為零。自由電荷的定向移動停止.0E-------E=04、靜電平衡：導(dǎo)體中無電荷定向移動的狀態(tài),就叫靜電平衡狀態(tài).靜電平衡發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體，當(dāng)感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場E′和原電場E在導(dǎo)體內(nèi)疊加為零，即E′=E時，自由電子停止定向移動，這時

2、導(dǎo)體所處的狀態(tài)叫靜電平衡狀態(tài)。E＋－－－－＋＋＋E′E－－－＋＋＋＋＋＋－－－E合=0＋－－＋三、處于靜電平衡狀態(tài)導(dǎo)體的特點：（1）導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零（2）整個導(dǎo)體是一個等勢體，表面是一個等勢面（3）導(dǎo)體外部電場線與導(dǎo)體表面垂直++++++++--------E注意：地球是一個極大的導(dǎo)體，可以認(rèn)為處于靜電平衡狀態(tài)，所以它是一個等勢體。這是我們可以選大地做零電勢體的一個原因。課堂小練1.長為L的導(dǎo)體棒原來不帶電，現(xiàn)將一電荷量為+q的點電荷放在與棒的左端距離為R的地方，如圖所示。達(dá)到靜電平衡后，棒上的感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點O處產(chǎn)生的場強(qiáng)有多大？方向如何？

3、RLO+q答：達(dá)到靜電平衡后導(dǎo)體內(nèi)部處處場強(qiáng)為零則E感＝E源＝k(R+L/2)2E感方向與E源方向相反，即指向點電荷+q.q2.帶電量分別為+Q和-Q的兩個點電荷相距為r，在兩點電荷之間放入一個不帶電的導(dǎo)體棒，如圖所示，當(dāng)導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡后，感應(yīng)電荷在兩點電荷連線中點O處產(chǎn)生的場強(qiáng)大小為多大？方向怎樣？+Q-QO·方向水平向左導(dǎo)體上電荷的分布法拉第圓筒實驗:12和內(nèi)壁接觸的小球不能使驗電器箔片張開,表明金屬筒內(nèi)壁沒有電荷分布.12研究靜電平衡時導(dǎo)體內(nèi)部的電荷結(jié)論:導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷,電荷分布在導(dǎo)體的外表面導(dǎo)體表面越尖銳的位置電荷越密集,凹陷的位置幾乎沒

4、有電荷——法拉第圓筒實驗靜電平衡時導(dǎo)體上電荷的分布的特點（1）導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面（2）在導(dǎo)體表面，越尖銳的位置，電荷密度（單位面積的電荷量）越大，凹陷的位置幾乎沒有電荷思考：電荷在導(dǎo)體外表面的分布情況均勻球形導(dǎo)體導(dǎo)體尖端的電荷密度很大，附近的電場特別強(qiáng)，它會導(dǎo)致一個重要的后果，就是尖端放電。在強(qiáng)電場作用下，物體曲率大的地方(如尖銳、細(xì)小的頂端，彎曲很厲害處)附近，等電勢面密，電場強(qiáng)度劇增，致使這里空氣被電離而產(chǎn)生氣體放電現(xiàn)象，稱為電暈放電．而尖端放電為電暈放電的一種，專指尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象尖端放電什么是尖端放

5、電？在導(dǎo)體尖端附近放一根點燃的蠟燭當(dāng)我們不斷給導(dǎo)體充電的時候，火焰就好像被風(fēng)吹動一樣朝背離尖端的方向偏移。導(dǎo)體尖端電荷密度大尖端周圍電場強(qiáng)空氣中殘留帶電粒子劇烈運(yùn)動分子中正負(fù)電荷分開正負(fù)電荷奔向異種電荷相當(dāng)于尖端失去電荷尖端放電尖端放電思考1：尖端放電在生活中有哪些應(yīng)用？避雷針燃?xì)庠詈腿細(xì)鉄崴鞯碾娮狱c火裝置針尖形狀思考2：驗電器或靜電計金屬桿上端為什么固定一個金屬球而不做成針尖形狀？避雷針避雷針是利用尖端放電避免雷擊的一種設(shè)施。它是一個或幾個尖銳的金屬棒,安裝在建筑物的頂端,用粗導(dǎo)線與埋在地下的金屬板連接,保持與大地的良好接觸.+思考:用金屬網(wǎng)罩將

6、驗電器罩住,會怎樣呢?+思考:用金屬網(wǎng)罩將驗電器罩住,會怎樣呢?------+++++++思考:空心導(dǎo)體殼內(nèi)的驗電器箔片不會張開，為什么?靜電屏蔽:靜電平衡時,空心導(dǎo)體殼可保護(hù)其內(nèi)部區(qū)域不受外電場影響的現(xiàn)象.因為導(dǎo)體殼內(nèi)部合場強(qiáng)為零.靜電屏蔽由于靜電感應(yīng)，可使金屬網(wǎng)罩或金屬殼內(nèi)的場強(qiáng)為零，相當(dāng)于遮擋了外界電場對它內(nèi)部的影響，這種現(xiàn)象叫做靜電屏蔽。什么是靜電屏蔽？1．靜電屏蔽（1）空腔導(dǎo)體的特點空腔導(dǎo)體能把外電場擋住，空腔內(nèi)沒有電場，空腔內(nèi)不受外電場的影響。（2）靜電屏蔽導(dǎo)體殼（金屬網(wǎng)罩）能保護(hù)它所包圍的區(qū)域，使這個區(qū)域不受外電場的影響，這種現(xiàn)象叫做靜

7、電屏蔽。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽電子儀器外套金屬網(wǎng)罩；通訊電纜外包一層鉛皮等。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服，是用包含金屬絲的織物制成的。靜電平衡的應(yīng)用：靜電屏蔽兩位英國科學(xué)家08年在倫敦進(jìn)行一次危險的電力學(xué)表演。其中一名科學(xué)家將把另一位科學(xué)家關(guān)進(jìn)一個鐵籠子里，然后用數(shù)百萬伏特的電流對其進(jìn)行電擊。鑒于表演的危險性，兩名科學(xué)家事先都買好了價值1200萬英鎊的保險。本節(jié)主要學(xué)了以下幾個問題：1．靜電平衡狀態(tài)下導(dǎo)體的電場學(xué)習(xí)了靜電平衡、靜電平衡狀態(tài)的概念，知道靜電平衡的條件是導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零。學(xué)習(xí)了靜

8、電平衡導(dǎo)體的特點2．導(dǎo)體上電荷的分布（1）導(dǎo)體內(nèi)部沒有電荷，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面。（2）在導(dǎo)體表面，越尖